[發明專利]一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置及監測方法

在審

• 申請號: 201810453029.3
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108443636A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 張業明;岳紅偉;王現輝;王耿;魏紹亮;李珂;宋娜娜
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: F16L55/128
• 分類號: F16L55/128;F16L55/134;F17D1/08;F17D3/01
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本發明公開了一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置及監測方法。所述的智能氣囊密封裝置包括：空氣壓縮機、空氣過濾器、減壓閥、油水分離器、分流器、比例流量閥、PLC、上位機、壓力傳感器、法蘭盤、螺栓、環形氣囊；本發明把環形氣囊放置于石油管道內，根據氣體膨脹體積增大的原理使環形氣囊徑向和石油管道內壁緊密的脹緊貼合在一起進而實現石油管道接口處的密封功能；同時管道氣囊軸頸夾持環起到定位和夾持的作用。根據環形氣囊內壓力的大小變化情況判斷氣囊的密封情況；根據環形氣囊上、下腔室內的壓力差值來推算出石油管道內石油的液面高度。本發明可以智能實時在線檢測及密封石油管道接口，有助于實現石油管道的自動化可靠監控。

技術領域

本發明屬于石油裝備領域，涉及一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置及監測方法。

背景技術

目前，石油輸送管道對于管道接口的連接密封，有絲扣、法蘭和焊接等方式，但這些方式有的密封性能并不好，有的拆裝不方便以及使用場合受到限制等諸多缺點，費時費力，密封效果也不是很好，嚴重的影響了在生產中管道密封的可靠性及安全性。

為了減少石油的泄露，保證石油管道有良好的密封性，通常采用密封墊圈以及其它機械密封裝置，但結構相對比較復雜，安裝及拆卸都比較繁瑣，增加了管道技術工人的勞動強度，在日常維護工作中輸送管道內部的工作情況也不易監測。

針對現有的石油管道接口的密封及監測的難題，提出一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置及監測方法是很有現實意義的。

發明內容

本發明的目的是：為了解決現有技術沒法實時在線監測石油管道接口的密封性能和石油管道內的石油流動情況的問題，本發明提出了一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置及監測方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種用于管道接口的智能氣囊密封裝置，由環形氣囊（2）、法蘭盤（3）、上腔室壓力傳感器（4）、比例流量閥（5）、比例流量閥（6）、分流器（7）、油水分離器（8）、減壓閥（9）、空氣分離器（10）、空氣壓縮機（11）、下腔室壓力傳感器（13）、螺栓（14）、PLC、上位機組成；環形氣囊（2）由環形氣囊上腔室（2-1）、環形氣囊下腔室（2-6）、環形氣囊上下腔室分界（2-2）、環形氣囊軸頸（2-4）、環形氣囊上腔充氣口（2-3）和環形氣囊下腔充氣口（2-5）組成；環形氣囊（2）在環形氣囊上下腔室分界（2-2）處分為環形氣囊上腔室（2-1）和環形氣囊下腔室（2-6），環形氣囊（2）上的環形氣囊軸頸（2-4）起到定位和夾持的作用；上腔室壓力傳感器（4）檢測環形氣囊上腔室（2-1）內的壓力值，下腔室壓力傳感器（13）檢測環形氣囊下腔室（2-6）內的壓力值，上腔室壓力傳感器（4）和下腔室壓力傳感器（13）通過導線連接于PLC的輸入端，空氣壓縮機（11）、比例流量閥（5）和比例流量閥（6）通過導線連接于PLC的輸出端；上腔室壓力傳感器（4）和下腔室壓力傳感器（13）把檢測到的壓力信號轉變成電信號傳遞給PLC，PLC控制空氣壓縮機（11）的啟動或停止，并控制比例流量閥（5）和比例流量閥（6）的開度，控制環形氣囊（2）內的壓力，保證整個環形氣囊（2）和石油管道（1）實時緊密貼合；環形氣囊（2）兩腔室的氣源都是有空氣壓縮機（11）提供；PLC與上位機相連實現實時交互。

環形氣囊（2）不充氣的情況下，把環形氣囊（2）帶軸頸的一端放進石油管道（1）接口的上游管道（即帶有管道氣囊軸頸夾持環（12）的一端），環形氣囊（2）的另一端放進石油管道（1）接口的下游管道，把環形氣囊（2）的環形氣囊上腔充氣口（2-3）和環形氣囊下腔充氣口（2-5）從石油管道（1）的特定開孔處伸出；石油管道（1）用法蘭盤連接，用六個固定螺栓（14）固定，待環形氣囊（2）在石油管道（1）內安裝好，就啟動空氣壓縮機（11）分別給環形氣囊上腔室（2-1）和環形氣囊下腔室（2-6）進行充氣直至壓力達到環形氣囊（2）與石油管道（1）內壁貼和密封的正常工作壓力值。